張文停

（三明市沙縣區(qū)第六中學(xué) 福建沙縣 365500）

引言

現(xiàn)代化教學(xué)模式在科技發(fā)展的推動下發(fā)生了變化，為有效提高學(xué)生的物理能力，教師應(yīng)加大STEAM理念的運用力度，對教學(xué)模式予以調(diào)整。充分利用多種資源和工具，使學(xué)生能夠在輕松、快樂的環(huán)境中獲得更多物理知識，為將來成為高素質(zhì)、綜合型人才奠定基礎(chǔ)。

一、STEAM教育理念融入初中物理教學(xué)的意義

物理學(xué)是一門以數(shù)學(xué)、實驗為主導(dǎo)的科學(xué)，經(jīng)由科學(xué)推理與論證，通過構(gòu)建物理模型而形成相應(yīng)的理論體系?，F(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，教育教學(xué)中也促進了各專業(yè)知識的跨學(xué)科融合，使得物理在技術(shù)、工程等學(xué)科領(lǐng)域發(fā)揮出了更大的價值。STEAM是一種新興教育理念，實現(xiàn)了科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)學(xué)科的有機結(jié)合，構(gòu)成了具有多元化特點的教學(xué)思想，對于教學(xué)手段的創(chuàng)新起到了推動作用，能夠充分滿足學(xué)生的物理學(xué)習(xí)個性化需要。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師通常憑借相對單一的方式開展教學(xué)活動，使得學(xué)生對于物理知識的掌握情況差強人意。為獲得理想的教學(xué)成效，教師應(yīng)有意識地將STEAM理念融入到教學(xué)實踐中，將物理知識以較為綜合的方式呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生在深入理解物理知識的同時，加強對多學(xué)科綜合知識的掌握，使學(xué)生的綜合能力得到培養(yǎng)[1]。

我國的科研起步相對較晚，科技人才數(shù)量相對較少。STEAM理念的出現(xiàn)契合我國當(dāng)前的教育格局，能夠滿足當(dāng)今社會對于人才提出的較高要求。同時，物理也是初中生認(rèn)為難度較大的科目，部分學(xué)生會在實際學(xué)習(xí)中產(chǎn)生恐懼心理，容易降低參與教學(xué)實踐的積極性。STEAM理念的引入是一種全新的嘗試，能夠讓學(xué)生克服對物理學(xué)習(xí)的恐懼心理，引發(fā)學(xué)生的好奇心，聚焦學(xué)生的目光，對于教師提出的問題進行自主思考，培養(yǎng)物理思維能力。還有利于學(xué)生的綜合素質(zhì)得到提升，讓學(xué)生能夠立足于激烈的人才競爭中，推動初中教育改革的深化，進而為我國培養(yǎng)更多的科技人才，使我國的現(xiàn)代化發(fā)展水平邁上新的臺階。因此，將STEAM教育理念和初中物理教學(xué)加以融合具有現(xiàn)實意義。

二、STEAM教育理念融入初中物理教學(xué)的原則

1.科學(xué)性原則

初中物理教學(xué)中應(yīng)用STEAM理念，首先要遵循科學(xué)性的原則。只有符合學(xué)生當(dāng)前認(rèn)知能力和實際學(xué)習(xí)狀態(tài)的教學(xué)模式，才能使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中實現(xiàn)理論知識與實踐能力的同步提高。STEAM理念指導(dǎo)下的物理教學(xué)也是如此，要求教師在教學(xué)活動中采用的各種教學(xué)手段應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理，這樣才能發(fā)揮出STEAM理念真正的育人價值，提升學(xué)生學(xué)習(xí)物理的效率和質(zhì)量，構(gòu)建起高效課堂[2]。

2.多樣性原則

在實際教學(xué)中投用STEAM理念，教師應(yīng)認(rèn)真研究教學(xué)的各個層面，靈活多樣、目標(biāo)明確地進行教學(xué)工作。教學(xué)手段要多樣，教學(xué)內(nèi)容要豐富，應(yīng)契合于STEAM理念中五大目標(biāo)的若干項，防止教學(xué)流于形式，使STEAM理念達到助推學(xué)生健康成長的目的。

3.開放性原則

教師在應(yīng)用STEAM理念之前，首要任務(wù)便是明確自身在課堂教學(xué)中的角色定位。要維持教學(xué)氣氛的活躍，使課堂環(huán)境相對開放，不能過多干預(yù)學(xué)生的活動。做好平衡教學(xué)指導(dǎo)量的工作，只在必要的情況下選擇適合當(dāng)時情況的介入方式對學(xué)生進行指導(dǎo)，最大程度上保證學(xué)生發(fā)揮主觀能動性，讓學(xué)生的思維活化，實現(xiàn)自身物理素養(yǎng)的提高[3]。

三、STEAM教育理念融入初中物理教學(xué)的實踐策略

1.引起學(xué)生的興趣

學(xué)生對于物理學(xué)習(xí)的興趣，與良好教學(xué)效果的獲得具有密切關(guān)系。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師通常使用語言講解搭配實驗操作演示等形式展開教學(xué)，盡管對于理論知識學(xué)習(xí)具有一定的幫助，但學(xué)生沒有真實接觸到實驗，會逐漸消磨興趣，對于理論知識的理解與吸收效果也較為有限，不利于整體教學(xué)成效的提升。在STEAM教育理念指導(dǎo)下，教師會更加關(guān)注為學(xué)生提供動手操作的機會，通過將物理知識與其他學(xué)科知識的結(jié)合，引發(fā)學(xué)生對知識自主學(xué)習(xí)的興趣，鼓勵學(xué)生尋找合適的情境，根據(jù)教師綜合本課內(nèi)容制定的題目展開知識探究。在實驗過程中，能夠滿足學(xué)生的好奇心，從而讓學(xué)生對于知識學(xué)習(xí)變得更加主動，保證學(xué)生理論知識的掌握程度[4]。

例如，在滬科版九年級第十二章第一節(jié)“溫度與溫度計”教學(xué)中，本課教學(xué)目標(biāo)在于，通過理解溫度的概念，了解溫度計的結(jié)構(gòu)，學(xué)會使用溫度計測量溫度，明晰現(xiàn)實生活中的常見溫度。由于本課內(nèi)容與生活密切相關(guān)，教師可考慮引入生活化元素推動實驗的開展，再讓學(xué)生通過實驗操作掌握理論知識。在布置課題時，教師需要調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)設(shè)計中引入自主實驗，用以吸引學(xué)生的目光。本課涉及的實驗內(nèi)容較為簡單，為增強實驗的開放性，教師可提前做好準(zhǔn)備，要求學(xué)生回家?guī)砣舾晒薏煌N類的飲料作為課上實驗材料。課上階段中，教師應(yīng)布置課題：探討各種飲料在不同溫度下發(fā)生的口感變化。此項實驗需要用到溫度計和加熱裝置，為保證實驗的自主性，可選擇水浴法加熱。實驗中為每位同學(xué)配備一個裝有熱水的燒杯、一支溫度計、若干大試管、若干吸管，溫度計、試管、吸管要事先經(jīng)過消毒處理。學(xué)生可將帶來的飲料倒入大試管中，先用溫度計測量溫度，記錄讀數(shù)和品嘗，再將該試管放入燒杯中，繼續(xù)測量溫度，到達一定溫度后取出，重復(fù)之前的操作。加熱后的溫度需要教師統(tǒng)一安排，控制好誤差范圍，比如35至40攝氏度，溫度值可設(shè)定多個，但不可超過人體能夠承受的最大溫度值。學(xué)生操作后需要將各個讀數(shù)進行整理，構(gòu)成實驗報告，實驗報告可以表格的形式呈現(xiàn)，條目如“飲料類別”“溫度”“口感”“備注”。需要注意的是，學(xué)生在使用溫度計時必然會存在操作上的問題，教師應(yīng)在學(xué)生實驗時觀察學(xué)生的操作，若發(fā)現(xiàn)問題要及時予以糾正，記錄下學(xué)生普遍存在的問題。最后，教師應(yīng)做好總結(jié)，將記錄下的問題向?qū)W生重點講解，再分析學(xué)生實驗報告的情況。這種方式與普通測量溫度實驗相比更具趣味性，可有效吸引學(xué)生參與到實驗中，在實踐操作之時掌握溫度計的使用方法。

2.指導(dǎo)學(xué)生獨立思考

在教學(xué)實踐，教師除了要為學(xué)生傳遞物理理論知識以外，更重要的任務(wù)是讓學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)與思考方式，能夠獨立思考和解決物理問題。STEAM教育理念應(yīng)用中，若想切實提高學(xué)生自主思考能力，便要加強對學(xué)生的啟發(fā)和引導(dǎo)。通過提出適當(dāng)?shù)膯栴}，幫助學(xué)生順利思考，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在此期間，教師還可鼓勵學(xué)生根據(jù)提出的問題自主設(shè)計實驗方案，使實驗步驟得到優(yōu)化，自行對實驗結(jié)果進行分析。在學(xué)生對實驗的分析與思考過程中，可形成良好的物理思維模式。

例如，在滬科版八年級第五章第二節(jié)“學(xué)習(xí)使用天平和量筒”中，本課教學(xué)重難點是，要求學(xué)生能夠正確使用天平與量筒測量質(zhì)量或體積，養(yǎng)成耐心、細(xì)心以及愛護實驗器具的優(yōu)良品質(zhì)。若想進一步增強學(xué)生的主體意識，為學(xué)生講解天平和量筒使用規(guī)則，可改為讓學(xué)生閱讀說明書，自主學(xué)習(xí)使用方法，之后再為學(xué)生提出研究課題。教師可參照教材中的內(nèi)容為學(xué)生安排新的課題，如“探究不同形狀的同一固體，其質(zhì)量是否會發(fā)生變化”與“探究常溫下蒸餾水的體積與質(zhì)量之間的關(guān)系”。學(xué)生接觸到兩個課題后會產(chǎn)生思考，首先是要用哪種固體進行第一個實驗，確保在形狀發(fā)生變化時不會受到外界影響。大多數(shù)學(xué)生通過觀察實驗室中的材料，都能意識到可選擇橡皮泥或冰塊。其次是第二課題中體積和質(zhì)量的測量要在實驗報告中選擇什么單位，通過實際讀數(shù)，學(xué)生會選擇毫升和克作為主要單位。在最后的分析與總結(jié)實驗步驟中，盡管實驗內(nèi)容簡單，但實驗報告的書寫相對復(fù)雜，要求學(xué)生要記錄好實驗過程、讀數(shù)、結(jié)論等。對于學(xué)生在實驗中出現(xiàn)的錯誤操作，也可以在實驗報告中加以記錄，用來指導(dǎo)學(xué)生進行“自省”，在今后的實驗操作中多加注意。教師可適當(dāng)對學(xué)生的實驗報告書寫予以指導(dǎo)，輔助學(xué)生對物理思維進行歸納和調(diào)整，使其思路更加清楚。整個教學(xué)過程中，教師始終以觀察者、引導(dǎo)者的身份出現(xiàn)，在必要之時為學(xué)生提供幫助，真正實現(xiàn)將課堂還給學(xué)生。

3.結(jié)合小組合作模式

STEAM理念關(guān)注學(xué)生的理論和實踐操作，但個人的能力有限，部分物理實驗中單人操作難度相對較大，如果能多人圍繞課題進行合作，便能讓學(xué)生在協(xié)同合作中互相探討，樹立團隊合作意識，達到互相促進、共同進步的目的，也能讓實驗內(nèi)容更加完整、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亻_展。要求教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的知識運用情境，通過鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性與主動性，使學(xué)生在相互協(xié)作中共同完成知識探究任務(wù)。傳統(tǒng)教學(xué)中大多以驗證性實驗為主，即先教授學(xué)生理論知識，再通過理論知識的運用，推斷出實驗的現(xiàn)象與結(jié)果，再利用實驗驗證理論知識的正確與否。這種方式與STEAM理念相悖，不利于學(xué)生物理思維與探究能力的培養(yǎng)。為此，教師可采用小組合作模式，使知識探究的效率得到顯著提升。

例如，在滬科版八年級第四章第一節(jié)“光的反射”中，本課要求學(xué)生認(rèn)識光反射的規(guī)律，理解反射現(xiàn)象中光路的可逆性，以及入射角、反射角、法線的含義。在實際教學(xué)中，教師首先要做好分組工作，參考學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況和學(xué)習(xí)態(tài)度進行合理分組，也要綜合考慮學(xué)生的物理素養(yǎng)，用以確保學(xué)生知識探究的積極性。確保每組學(xué)生中都有優(yōu)等生和后進生，使學(xué)生能夠形成互幫互助的和諧氣氛，組員之間具有互相監(jiān)督與促進的作用，且在具有強烈責(zé)任心的組長的帶領(lǐng)下，使整個小組的學(xué)習(xí)效率能夠得到提高。根據(jù)本課的教學(xué)目標(biāo)，教師可安排這樣的課題：將一張白紙固定在水平桌面上，在白紙的中間畫一條直線，這條直線兩側(cè)畫幾條角度不同的直線。讓使用手電筒沿著紙縫射出的光纖，分別沿著角度不同的直線射向鏡面，觀察反射出的光線，探究反射光的方向以及反射光線與紙中間直線角度的關(guān)系。這個實驗是傳統(tǒng)驗證性實驗的“探究版”，將光反射規(guī)律的驗證過程轉(zhuǎn)化成了探究過程。每組學(xué)生在實驗時分工明確，有的負(fù)責(zé)固定紙張，有的負(fù)責(zé)固定手電筒的射出光線，有的負(fù)責(zé)用量角器觀察角度，還有的負(fù)責(zé)記錄讀數(shù)和填寫實驗報告。通過報告的填寫，學(xué)生可探索出光反射定律，在教師的總結(jié)下實現(xiàn)科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹R探究態(tài)度的樹立。實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，是分析與研究實驗結(jié)果、得出定理的重要參考依據(jù)。教師應(yīng)在教學(xué)中關(guān)注這一層面，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)觀念，為今后的學(xué)習(xí)提供幫助。

4.創(chuàng)設(shè)問題情境

初中階段的學(xué)生具有較強的求知欲，在STEAM教育理念下，教師可牢牢把握學(xué)生認(rèn)知的關(guān)鍵點，設(shè)計出能夠引發(fā)學(xué)生思考的問題情境，促進學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。將現(xiàn)實生活中發(fā)生的現(xiàn)象引入到情境創(chuàng)設(shè)中，可讓學(xué)生意識到物理知識在生活中的應(yīng)用，進而增加學(xué)生探究物理規(guī)律的內(nèi)部驅(qū)動力。

例如，在滬科版八年級第九章第二節(jié)“阿基米德原理”中，本課要求學(xué)生在理解阿基米德原理的基礎(chǔ)上，能夠解決簡單問題，認(rèn)清浮力與排開液體重力間的關(guān)系。為活化學(xué)生的思維，教師可在教學(xué)導(dǎo)入部分創(chuàng)造這種問題情境：“將一塊鐵投入水中時，鐵塊會立刻下沉，但為何投入木塊時卻能漂浮在水面上？”部分學(xué)生可能會根據(jù)生活經(jīng)驗回答道：“因為鐵塊重于木塊。”教師繼續(xù)引導(dǎo)：“將重量都是10千克的木塊和鐵塊同時放入水中，為何木塊依然能在水面上漂浮？”雖然這一引導(dǎo)過程反駁了學(xué)生的答案，但也起到了引發(fā)學(xué)生探究興趣的作用。在教師接下來的指導(dǎo)下，學(xué)生會為了解答導(dǎo)入部分的疑惑積極參與活動，主動創(chuàng)新實驗方式，總結(jié)出規(guī)律和定理，從而提高對本課知識內(nèi)容的理解程度，培養(yǎng)創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的能力。

結(jié)語

綜上所述，在初中物理教學(xué)中融入STEAM教育理念，有利于拓展學(xué)生的視野與綜合思維，增強學(xué)生對物理應(yīng)用情境的認(rèn)知。通過引起學(xué)生的興趣、指導(dǎo)學(xué)生自主思考、結(jié)合小組合作模式、打造問題情境等手段，使STEAM理念在教學(xué)中發(fā)揮出更大的作用，推動我國初中物理教育事業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。